V-Ti-Fe三元合金显微组织、氢传输行为及耐蚀性能研究

Nb-Ti-Fe双相合金已被证实具有优异的渗氢性能,有望成为替代传统Pd膜的渗氢材料。V和Nb同属于5B族,具有类似的物理化学性质,但是,V-Ti-Fe双相合金组织转变规律和渗氢性能至今无人研究。基于此,本工作对V-Ti-Fe三元合金的显微组织和渗氢行为开展了详细研究,并探索了热处理和电化学腐蚀对改善渗氢性能的可能性。研究结果表明:V-Ti-Fe三元合金体系中存在一个包共晶凝固反应,即L+TiFe_(2)→Bcc-(V,Ti)+TiFe(1626 K)。液相面投影图中存在三个相区,分别为TiFe相区、TiFe_(2)相区和Bcc-(V,Ti)相区。其中,TiFe相区合金室温组织由初生TiFe相和{Bcc-(V,Ti)+TiFe}共晶结构组成,TiFe_(2)相区合金室温组织由初生TiFe相、TiFe_(2)相和Bcc-(V,Ti)相构成,Bcc-(V,Ti)相区合金室温组织由初生Bcc-(V,Ti)相和TiFe相组成,渗氢性能测试证实了该系合金抗氢脆性能较弱。具体来说,上述三区域内部铸态合金在渗氢实验前均发生了不同程度的破碎,仅V_(2.5)Ti_(62.5)Fe_(35)合金能够渗氢,不过,该合金在渗氢后期发生断裂。最后,本工作采用电化学腐蚀和真空热处理两种方法改善该合金体系的渗氢性能,其中,V_(2.5)Ti_(62.5)Fe_(35)合金具有较高的耐腐蚀性能,经热处理后该合金的渗氢性能明显提升,其在623 K下的氢渗透性能为1.03×10^(-9)mol H_(2)m^(-1)·s^(-1)·Pa^(-0.5)。

骨料粒径对中空平板陶瓷膜MBR膜污染特性的影响

有机微滤膜在MBR中存在严重的膜污染问题,中空平板陶瓷膜融合了陶瓷材质和平板构型两大优势,在MBR中表现出较好的应用前景。为探究骨料粒径对中空平板陶瓷膜MBR膜污染特性的影响,以不同粒径(1~10μm)的刚玉粉体为骨料,通过挤压成型法制备了一系列中空平板陶瓷膜。结果表明,随着骨料粒径的增大,膜的孔径、渗透性能和表面粗糙度均增加,但在较大孔径范围内(0.11~1.30μm),MBR出水水质并未受到影响。采用5μm刚玉制备的陶瓷膜的跨膜压差增长速率最低,且孔内膜污染阻力占比最小,展现出优异的抗污染性能。膜表面污染物分析结果显示,其在运行中所积累的多糖、蛋白质浓度最低,污染层厚度最小且较为疏松,这可能与污染层中微生物种群结构的改善有关。可见,对中空平板陶瓷膜的骨料粒径进行优化调控是提高其抗污染性能行之有效的方法。